Автор: Пользователь скрыл имя, 02 Апреля 2011 в 11:55, курсовая работа
Достоинством вращающихся печей как аппаратов для вспучивания глинистых пород является то, что они позволяют получать заполнитель, зерновой состав которого в основном соответствует требованиям к заполнителю при изготовлении легких бетонов. Поэтому после обжига, как правило керамзит лишь сортируют и в отдельных случаях корректируют зерновой состав заполнителя. Тем самым в большинстве случаев сохраняется форма зерна и остается не затронутой дроблением их спекшаяся шероховатая поверхностная корка, отличающегося более высокой прочностью, чем вспученная внутри масс.
Введение………………………………………………………………………………….……3
1. Конструкция двухбарабанных вращающихся печей ……………………....................….4
2. Принцип работы установки ………………………………………………………...….......5
3. Теоретические основы процессов, происходящих в материале
при тепловой обработки…………………..………………………………....…….…....…….6
4.Технологический расчет установки………………………………………….…….………7
4.1. Оценка сырья ………………………………………………………..................................8
4.2. Расчет горения природного газа на 100 м3 газа ……………………………...…….......8
4.3. Расчет материального баланса производства керамзита ………………….…………...9
4.4. Расчет теплового баланса обжига керамзита …………………..………………………10
4.5. Расчет потерь в окружающую среду……………………………………………….…....12
4.6. Общий тепловой баланс вращающейся печи с холодильником……………………....14
5. Охрана труда и окружающей среды………………..………………………….…..……....17
Список литературы ……………………………………………….…………..………….…...19
Приложение…………………………………………………………………………….……..
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Расчет горения природного газа на 100 м³ газа | |||||||||||||||||||||
| 2 | Ход горения | Удельный расход кислорода, м³/м | Расход кислорода м³ на 100 м³ | Состав и кол-во продуктов горения, м³ при н.у. | Расход воздуха м³ | |||||||||||||||||
| 3 | Объемный состав газа | Реакция горения | СО₂ | Н₂О | О₂ | N₂ | SO₂ | Всего | вспучивания | испарения | подогрева | |||||||||||
| 4 | СН₄= | 92.66 | СН₄+О₂=СО₂+2Н₂О | 2 | 185.32 | 92.66 | 185.32 | - | - | - | 277.98 | Размеры барабана DхL, м | 4.5 | 24 | 3 | 15 | 3 | 15 | ||||
| 5 | С₂Н₆= | 5.04 | С₂Н₆+3,5О₂=2СО₂+3Н₂О | 3.5 | 17.64 | 10.08 | 15.12 | - | - | - | 25.2 | Средняя температура корпуса печи tk, `C | 200 | 100 | 150 | |||||||
| 6 | С₃Н₈= | 0.45 | С₃Н₈+5О₂=3СО₂+4Н₂О | 5 | 2.25 | 1.35 | 1.8 | - | - | - | 3.15 | |||||||||||
| 7 | С₅Н₁₂= | 1.85 | С₅Н₁₂+8О₂=5СО₂+6Н₂О | 8 | 14.8 | 9.25 | 11.1 | - | - | - | 20.35 | Средняя температура, `C: | ||||||||||
| 8 | ∑ | 100 | Итого | 220.01 | 113.34 | 213.34 | - | - | - | 326.68 | газовой среды tcp г | 1000 | 400 | 700 | ||||||||
| 9 | Вовлекается N₂ при α=1 | 220,01*79/21 | футеровки tcp ф | 850 | 300 | 550 | ||||||||||||||||
| 10 | 827.65667 | 827.65667 | 827.65667 | Расчет потерь теплоты в окружающую среду по зонам: | ||||||||||||||||||
| 11 | Вовлекается Н₂О при α=1 и d=10г на 1кг сух.воздуха | (220,01+827,6567)*10*0,001*1, |
1)Основные физические параметры средней температуры газов: | |||||||||||||||||||
| 12 | ||||||||||||||||||||||
| 13 | ||||||||||||||||||||||
| 14 | 16.82774 | 16.82774 | 16.82774 | кинематическая вязкость ν, м³/с | 0.00017 | 0.00006 | 0.00011 | |||||||||||||||
| 15 | Итого | 113.34 | 230.16774 | 0 | 827.65667 | 0 | 1171.16441 | 1064.49441 | теплопроводность λ, Вт/м `C | 0.109 | 0.057 | 0.0827 | ||||||||||
| 16 | % | 9.67755 | 19.65290 | 0 | 70.66955 | 0 | 100 | скорость газов ωг, м/с | 1.35 | 1.5 | 1.4 | |||||||||||
| 17 | Пч= | 12842.46575 | 2)Критерий Рейнольдса, Re Re=ωг*D/ν | 34913.79310 | 74503.31126 | 37466.54773 | ||||||||||||||||
| 18 | Пг= | 250000 | ||||||||||||||||||||
| 19 | Рнас= | 450 | ||||||||||||||||||||
| 20 | Re^(0,8) | 4309.20968 | 7902.06250 | 4559.47609 | ||||||||||||||||||
| 21 | 3)Критерий Прандтля, Pr | 0.58 | 0.64 | 0.61 | ||||||||||||||||||
| 22 | Pr^(0,4) | 0.80421 | 0.83651 | 0.82060 | ||||||||||||||||||
| 23 | 4)Критерий Нуссельта, Nu Nu=0,023*Re^(0,8)*Pr^(0,4) | 79.70704 | 152.03385 | 86.05472 | ||||||||||||||||||
| 24 | ||||||||||||||||||||||
| 25 | 5)αk=Nu*λ/d | 2.11904 | 3.33305 | 2.73720 | ||||||||||||||||||
| 26 | 6)Коэффициент
теплоотдачи излучением: αu=C(((tфг+273)/100)⁴-((tcp+ |
51.18 | 12.93 | 31.8 | ||||||||||||||||||
| 27 | ||||||||||||||||||||||
| 28 | ||||||||||||||||||||||
| 29 | ||||||||||||||||||||||
| 30 | 7)Коэффициент теплоотдачи от газовой среды к футеровке α1=αu+αk | 53.29904 | 16.26305 | 34.53720 | ||||||||||||||||||
| 31 | ||||||||||||||||||||||
| 32 | ||||||||||||||||||||||
| 33 | 8)Коэффициент теплоотдачи от корпуса печи в окр.среду α2=3,5+0,062*tk | 15.9 | 9.7 | 12.8 | ||||||||||||||||||
| 34 | ||||||||||||||||||||||
| 35 | ||||||||||||||||||||||
| 36 | 9)Удельная поверхность теплопередачи f=πDL/G | 0.02641 | 0.01100 | 0.01100 | ||||||||||||||||||
| 37 | ||||||||||||||||||||||
| 38 | 10)Потери
теплоты в окружающую среду Qос=*((tcpг-tв)f)/((1/α1)+(δ/ |
70.80081 | 9.40711 | 19.18757 | ||||||||||||||||||
| 39 | ||||||||||||||||||||||
| 40 | ||||||||||||||||||||||
| 41 | ||||||||||||||||||||||
| 42 | 296.44297 | 39.38757 | 80.33835 | |||||||||||||||||||
| 43 | ||||||||||||||||||||||
| 44 | ||||||||||||||||||||||
| 45 | ||||||||||||||||||||||
| 46 | ||||||||||||||||||||||
| 47 | 1)Теоретический расход воздуха | Qn= | 416.16890 | |||||||||||||||||||
| 48 | V₀= | 10.64494 | Qxoc= | 91.55716 | ||||||||||||||||||
| 49 | 2)Выход продуктов сгорания при α=1 | Qос= | 507.72605 | |||||||||||||||||||
| 50 | Vco2= | 1.1334 | Общий тепловой баланс вращающейся печи с холодильником | |||||||||||||||||||
| 51 | Vн2о= | 2.30168 | приход теплоты | |||||||||||||||||||
| 52 | VN2= | 8.27657 | 1)Приход теплоты в результате горения топлива | |||||||||||||||||||
| 53 | VTO= | 11.71164 | Qт= | 36840 | Xт | |||||||||||||||||
| 54 | 3)Фактическая температура горения при температуре вспучивания | 2)физическая теплота топлива/tг=10/ | ||||||||||||||||||||
| 55 | tог=tвсп+(50..100) | Qфт= | 16.76 | Xт | ||||||||||||||||||
| 56 | tвсп= | 1180 | ̊С | 3)физическая теплота воздуха/α1=1,921,tв=15/ | ||||||||||||||||||
| 57 | tог= | 1250 | ̊С | Qфв= | 397.86333 | Xт | ||||||||||||||||
| 58 | 4)Физическая теплота материала/tм=10/ | |||||||||||||||||||||
| 59 | Теоретическая тепмература горения при избытке воздуха | Qфс= | 26.91917 | |||||||||||||||||||
| 60 | tTг=tфг/η | η-парометрический коэффициент печи | η= | 0.9 | tTг= | 1390 | ΣQn= | 37254.62333 | Xт+ | 26.91917 | ||||||||||||
| 61 | Qв= | 4209.01088 | расход теплоты | |||||||||||||||||||
| 62 | С`со2= | 1.20498 | 1)расход теплоты на испарение влаги из сырца | |||||||||||||||||||
| 63 | С`H2O= | 2.26543 | Qc H2O= | 933.81144 | ||||||||||||||||||
| 64 | С`N2= | 1.14708 | 2)тепловой эффект керамзитооборудования | |||||||||||||||||||
| 65 | C`г= | 1.37247 | Qко= | 655.9 | ||||||||||||||||||
| 66 | α1= | 1.92114 | 3)потери теплоты с отходящими газами | |||||||||||||||||||
| 67 | Qpн= | 36840 | Qог= | 7310.95082 | Xт+ | 228.54142 | ||||||||||||||||
| 68 | α2= | 2.07114 | 4)потери теплоты с керамзитом на выходе из хол-ка с учетом ввода опудривающей добавки | |||||||||||||||||||
| 69 | α3= | 2.22114 | ||||||||||||||||||||
| 70 | 4)Действительный расход воздуха | Qk= | 67.392 | |||||||||||||||||||
| 71 | В барабане вспучивания | V`в= | 20.45044 | XT | 5)потери теплоты в окружающую среду | |||||||||||||||||
| 72 | В барабане термоподготовки | V``в= | 22.04718 | XT | Qос= | 507.72605 | ||||||||||||||||
| 73 | В холодильнике | V```в= | 23.64392 | XT | 6)потери теплоты с воздухом, выбрасываемым в атмосферу из хол-ка | |||||||||||||||||
| 74 | Qв= | 988.275 | ||||||||||||||||||||
| 75 | 5)Общий выход топочных газов при α= | 2.07114 | общий расход теплоты | |||||||||||||||||||
| 76 | Vг= | 23.11388 | XT | ΣQp= | 7310.95082 | Xт+ | 3381.64591 | |||||||||||||||
| 77 | При α1= | 1.92114 | Расход топлива на 1 кг керамзита: | |||||||||||||||||||
| 78 | Vг= | 21.51714 | XT | Xт= | 0.11203 | или | Хт*Qнр/Qусл= | 0.14087 | ||||||||||||||
| 79 | ------------------------------ |
qт= | 4127.35389 | |||||||||||||||||||
| 80 | 1)Удельный расход сырца | |||||||||||||||||||||
| 81 | Gc= | 672.34424 | ||||||||||||||||||||
| 82 | Gc/Рн= | 1.49410 | ||||||||||||||||||||
| 83 | 2)Удельный расход сухого сырца | |||||||||||||||||||||
| 84 | Gcc= | 1.12057 | ||||||||||||||||||||
| 85 | 3)Выход физической влаги из сырья | |||||||||||||||||||||
| 86 | GфH2O= | 0.37352 | или | VфH2O= | 0.46401 | |||||||||||||||||
| 87 | 4)Выход химически связанной влаги | |||||||||||||||||||||
| 88 | Gx H2O= | 0.08628 | или | VxH2O= | 0.10719 | |||||||||||||||||
| 89 | 5)Общее количество испаряемой влаги | |||||||||||||||||||||
| 90 | GH2O= | 0.45981 | или | VH2O= | 0.57119 | |||||||||||||||||
| 91 | 6)Выход CO2 из карбонатов CaCO3 и MgCO3 содержащихся в глине | |||||||||||||||||||||
| 92 | GCaCO3= | 3.6 | ||||||||||||||||||||
| 93 | GCaCO3= | 0.04002 | ||||||||||||||||||||
| 94 | GMgO= | 4.18 | ||||||||||||||||||||
| 95 | GMgO= | 0.04687 | ||||||||||||||||||||
| 96 | CO2= | 3.78 | из сырья | из топлива | всего | |||||||||||||||||
| 97 | CO2= | 0.04236 | или | Vco2= | 0.02143 | м³/кг | кг/кг | м³/кг | кг/кг | м³/кг | кг/кг | |||||||||||
| 98 | Qc1= | 490.37427 | Н2О | 0.57119 | 0.45924 | 0.53408 | 0.42940 | 1.10527 | 0.88864 | |||||||||||||
| 99 | Qc2= | 578.44913 | Q`1= | 26.5 | СО2 | 0.02143 | 0.04236 | 0.26299 | 0.51994 | 0.28442 | 0.56230 | |||||||||||
| 100 | Qc3= | 506.85360 | Q`2= | 144 | О2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||||||||||
| 101 | Qc4= | 104 | Q`3= | 1137.2 | N2 | 0 | 0 | 1.92049 | 2.40253 | 1.92049 | 2.40253 | |||||||||||
| 102 | Qc5= | 325.79010 | Q`4= | 41.82420 | итого: | 0.59262 | 0.50160 | 2.71756 | 3.35187 | 3.31018 | 3.85347 | |||||||||||
| 103 | Qc6= | 293.21109 | Q`5= | 291.59738 | количество газов, отходящих из барабана термоподготовки за час работы печи: | |||||||||||||||||
| 104 | Qp= | 2298.67819 | Qn= | 1641.12158 | Qко= | 657.55661 | Vr= | 42510.86738 | ||||||||||||||
| 105 | ||||||||||||||||||||||
| 106 | Тепловой баланс холодильника | |||||||||||||||||||||
| 107 | наименование статей | |||||||||||||||||||||
| 108 | приход теплоты | |||||||||||||||||||||
| 109 | С воздухом: | 51.57481 | ||||||||||||||||||||
| 110 | С керамзитом: | 828 | ||||||||||||||||||||
| 111 | итого | ΣQxn= | 879.57481 | |||||||||||||||||||
| 112 | расход теплоты | |||||||||||||||||||||
| 113 | потери теплоты с материалом | 73.6 | ||||||||||||||||||||
| 114 | потери теплоты в окружающую среду | 91.55716 | ||||||||||||||||||||
| 115 | потери теплоты с воздухом, уходящим из хол-ка | 3.47011 | tхв | |||||||||||||||||||
| 116 | итого | ΣQxp= | 3.47011 | tхв+ | 165.15716 | |||||||||||||||||
| 117 | ΣQxn=ΣQxp | txв= | 205.87766 | |||||||||||||||||||
| 118 | ||||||||||||||||||||||
| 119 | Тепловой баланс зоны вспучивания | |||||||||||||||||||||
| 120 | наименование статей | |||||||||||||||||||||
| 121 | приход теплоты | |||||||||||||||||||||
| 122 | С воздухом из хол-ка: | 478.04706 | ||||||||||||||||||||
| 123 | С воздухом, подсасываемым через уплотнения: | 5.80499 | ||||||||||||||||||||
| 124 | С воздухом из аэрожелоба | 243.09996 | ||||||||||||||||||||
| 125 | В результате горения топлива | 4127.35389 | ||||||||||||||||||||
| 126 | С материалом из зоны подогрева при tм=600 | 732.85522 | ||||||||||||||||||||
| 127 | в результате образования соединений железа и аллюмосиликатов | 170.5 | ||||||||||||||||||||
| 128 | ||||||||||||||||||||||
| 129 | физическая теплота топлива | 1.87770 | ||||||||||||||||||||
| 130 | итого | ΣQвспn= | 5759.53882 | |||||||||||||||||||
| 131 | расход теплоты | |||||||||||||||||||||
| 132 | на образование жидкой фазы | 293.21109 | ||||||||||||||||||||
| 133 | расход теплоты на декарбонизацию CaCO2, MgCO3 содержащихся в глине | 104 | ||||||||||||||||||||
| 134 | ||||||||||||||||||||||
| 135 | Потери теплоты с керамзитом, уходящим в холодильник | 754.2 | ||||||||||||||||||||
| 136 | потери теплоты в окружающую среду | 296.44297 | ||||||||||||||||||||
| 137 | расход теплоты на дегидрацию глинистых минералов сырья | 578.44913 | ||||||||||||||||||||
| 138 | ||||||||||||||||||||||
| 139 | Потери теплоты с газами, отходящими из зоны вспучивания | 4.54363 | ||||||||||||||||||||
| 140 | tx | |||||||||||||||||||||
| 141 | итого | ΣQвспр= | 4.54363 | tx+ | 2026.30319 | |||||||||||||||||
| 142 | ΣQвспn=ΣQвспp | tx= | 821.64165 | |||||||||||||||||||
| 143 | ||||||||||||||||||||||
| 144 | ||||||||||||||||||||||
| 145 | тепловой баланс зоны подогрева | |||||||||||||||||||||
| 146 | Наименование статей | |||||||||||||||||||||
| 147 | приход тепла | |||||||||||||||||||||
| 148 | С газами из зоны вспучивания | 3122.23827 | ||||||||||||||||||||
| 149 | С воздухом, подсасываемым через уплотнения | 3.48568 | ||||||||||||||||||||
| 150 | С материалами из зоны испарения | 168.08606 | ||||||||||||||||||||
| 151 | итого | ΣQпод n= | 3293.81001 | |||||||||||||||||||
| 152 | Расход теплоты | |||||||||||||||||||||
| 153 | Потери теплоты с материалом, уходящим в зону испарения | |||||||||||||||||||||
| 154 | 732.85522 | |||||||||||||||||||||
| 155 | потери теплоты в окружающую среду | 80.33835 | ||||||||||||||||||||
| 156 | Потери теплоты с газами, уходящими в зону испарения | 4.61798 | ||||||||||||||||||||
| 157 | tx | |||||||||||||||||||||
| 158 | итого | ΣQпод р= | 4.61798 | tx+ | 813.19357 | |||||||||||||||||
| 159 | ΣQвспn=ΣQвспp | tx= | 537.16480 | |||||||||||||||||||
| 160 | ||||||||||||||||||||||
| 161 | тепловой баланс зоны испарения | |||||||||||||||||||||
| 162 | приход теплоты | |||||||||||||||||||||
| 163 | с газами из зоны подогрева | 2089.57109 | ||||||||||||||||||||
| 164 | физическая теплота материала | 26.91917 | ||||||||||||||||||||
| 165 | итого | ΣQисп n= | 2116.49026 | |||||||||||||||||||
| 166 | расход теплоты | |||||||||||||||||||||
| 167 | Потери теплоты с материалом, уходящим из зоны испарения в зону подогрева | 168.08606 | ||||||||||||||||||||
| 168 | ||||||||||||||||||||||
| 169 | Расход теплоты на испарение влаги | 933.81144 | ||||||||||||||||||||
| 170 | Потери теплоты в окружающую среду | 39.38757 | ||||||||||||||||||||
| 171 | Расход теплоты на нагрев влаги сырья | 129.71748 | ||||||||||||||||||||
| 172 | Потери теплоты с отходящими газами | 1801.26643 | 3072.26898 | |||||||||||||||||||
| 173 | Невязка баланса | -955.77872 | ||||||||||||||||||||
| 174 | итого | ΣQисп p= | 2116.49026 | |||||||||||||||||||
| 175 | ||||||||||||||||||||||
| 176 | Статьи прихода теплоты | % | Статьи расхода теплоты | % | ||||||||||||||||||
| 177 | Химическая теплота топлива | 4127.35389 | 84.46289 | на обжиг керамзита/на дегидрацию,образование жидкой фазы,декарбонизацию/ | 975.66022 | 19.96608 | ||||||||||||||||
| 178 | Физическая теплота топлива | 1.87770 | 0.03843 | |||||||||||||||||||
| 179 | Физ.теплота воздуха | 730.43768 | 14.94780 | |||||||||||||||||||
| 180 | Физическое тепло материала | 26.91917 | 0.55088 | на испарение влаги | 933.81144 | 19.10968 | ||||||||||||||||
| 181 | итого | 4886.58844 | 100 | потери теплоты с горячим керамзитом | 754.2 | 15.43408 | ||||||||||||||||
| 182 | ||||||||||||||||||||||
| 183 | потери с отходящими газами | 1801.26643 | 36.86143 | |||||||||||||||||||
| 184 | потери в окружающую среду | 416.16890 | 8.51655 | |||||||||||||||||||
| 185 | невязка | 5.48146 | 0.11217 | |||||||||||||||||||
| 186 | итого | 4886.58844 | 100 | |||||||||||||||||||
| 187 | ||||||||||||||||||||||
Информация о работе Двухбарабанная печь для производства керамзита